EP0774177A1 - Circuit for processing an inductive sensor signal - Google Patents

Circuit for processing an inductive sensor signal

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EP0774177A1
EP0774177A1 EP96919629A EP96919629A EP0774177A1 EP 0774177 A1 EP0774177 A1 EP 0774177A1 EP 96919629 A EP96919629 A EP 96919629A EP 96919629 A EP96919629 A EP 96919629A EP 0774177 A1 EP0774177 A1 EP 0774177A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
input
comparator
circuit
circuit arrangement
arrangement according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP96919629A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Karl Ott
Rolf Kraemer
Beate GLÖCKNER
Karoly-Heinz Nemeth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0774177A1 publication Critical patent/EP0774177A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00—Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/01—Shaping pulses
    • H03K5/08—Shaping pulses by limiting; by thresholding; by slicing, i.e. combined limiting and thresholding
    • H03K5/082—Shaping pulses by limiting; by thresholding; by slicing, i.e. combined limiting and thresholding with an adaptive threshold
    • H03K5/084—Shaping pulses by limiting; by thresholding; by slicing, i.e. combined limiting and thresholding with an adaptive threshold modified by switching, e.g. by a periodic signal or by a signal in synchronism with the transitions of the output signal

Definitions

  • Circuit arrangement for processing an inductive transmitter signal
  • the invention relates to a circuit arrangement for processing an inductive transmitter signal which is fed via an input resistor to an input of a comparator connected to an amplitude-dependent tracking device for a trigger threshold, the other input of which is connected to a reference potential.
  • the inductive transmitter signal is evaluated via a bridge circuit.
  • the inductive transmitter signal is raised to half the supply voltage via one part of the bridge and fed to one input of a comparator, while the other input of the comparator is also connected to half the supply voltage via the other part of the bridge.
  • the resistors in the inductive sensor branch are usually discrete, while the resistors in the reference branch are preferably integrated.
  • the time constant of the tracking device is namely adapted to the motor dynamics, so that the trigger threshold is not sufficiently tracked. Further timing errors can arise from asymmetries and tolerances of components of the tracking device or from the not always exact course of the interrupt-triggering edge of the inductive transmitter signal.
  • Another circuit arrangement for processing an inductive transmitter signal is specified in DE 32 26 073 C2.
  • two different circuit parts are provided, one circuit part being used only in the event that the inductive transmitter signal is relatively small, while the other circuit part is used for larger inductive transmitter signals and to track the switch-on trigger threshold.
  • This circuit arrangement requires a corresponding effort.
  • the invention has for its object to provide a circuit arrangement of the type described in the introduction, in which inductive transmitter signals with relatively small amplitudes can also be reliably evaluated with less effort and time errors are largely avoided.
  • Voltage dividers are avoided by reference to ground, and a constant potential is maintained throughout, so that the basic hysteresis of the comparator remains tied to ground and does not go away, as is the case with the circuit arrangement assumed as the starting point due to the different tolerances and additional temperature drifts is. In this way, smaller amplitudes can also be evaluated and / or comparators with larger basic hysteresis can be selected, so that the signal-to-noise ratio can be increased. Because of the fixed basic trigger threshold in the zero crossing of the inductive sensor signal, the time error, for example with regard to the inductive sensor signal tapped by a sensor wheel, is also minimal, even when the sensor wheel is not running smoothly and the associated amplitude modulations.
  • a larger signal-to-noise ratio is also achieved in that the tracking of the downshift trigger threshold can run freely, whereas with previous ones Circuit arrangements frequently bracketing the maximum tracking to a relatively low value in order to limit the time error. Further advantages of the present circuit arrangement are a small chip area requirement for integration and a low wiring effort.
  • a simple construction of the circuit arrangement with reliable function is such that the tracking device has a peak value rectifier circuit with which the peak voltage value of a half-wave can be stored, so that the tracking device is further designed such that from the stored
  • Voltage peak value is derived via a converter resistor with a weighted evaluation current, which is supplied as a reference variable to a current source that can be switched on at the input of the comparator, and that the current source is switched on by a switch when the zero crossing is detected in one direction at the input of the comparator and when the passage is recognized by the downshift trigger threshold shifted with the guide variable in the sense of the inductive transmitter signal amplitude, the switch is separated from the input by means of the switch.
  • the switch can be actuated in a simple manner in that an actuation input of the switch is connected to the output of the comparator.
  • the peak value rectifier circuit has a circuit resistor connected between the inductive transmitter and the input resistor, a rectifier diode connected in series therewith and a capacitor connected to its cathode and connected to ground, and that the converter resistor is between the rectifier diode and the capacitor is connected.
  • a clamp circuit with two diodes is provided, the first diode being connected with its cathode to the supply voltage and with its anode at the input of the comparator and the second diode with its anode to ground and with its cathode to the input of the comparator sen, so excessively large signal amplitudes of the inductive transmitter, which can be many times larger than the supply voltage, are limited to a manageable value.
  • a further advantageous embodiment is such that the current source is connected to the voltage supply with its connection remote from the input of the comparator.
  • a preferred use of the circuit arrangement is that the speed and / or the angular position of the crankshaft of an internal combustion engine are detected. Current disturbances can be suppressed by adapting the time constant of the peak value rectifier circuit to the motor dynamics.
  • Fig. 1 is a schematic representation of the basic principle of
  • Circuit arrangement Fig. 2 shows the circuit arrangement of Figure 1 with a
  • Fig. 4 shows an inductive transmitter signal with trigger times and an associated output signal.
  • An IG inductive sensor has one connection + to ground, while its other connection - has one
  • Input resistor RE is connected to the non-inverting input + of a comparator KO with a certain basic hysteresis.
  • the inverting input - of the comparator KO is connected to ground as the reference potential U R.
  • the trigger points are thus zero V + hysteresis / 2 or zero V - hysteresis / 2.
  • FIG. 2 shows a circuit arrangement in which an amplitude-dependent tracking device for a trigger threshold is additionally provided compared to the circuit arrangement according to FIG. 1.
  • a series circuit comprising a circuit resistor RS, one connected to it with its anode
  • a converter resistor Rx is connected between the cathode of the rectifier diode D3 and the capacitor C, the other connection of which is led via a switching element for multiplication by a factor k to a current source SQ.
  • the current source SQ is connected on the one hand to a supply voltage VCC and on the other hand via a switch SCH at the input + of the comparator KO.
  • the actuating input of the switch SCH is connected to the output of the comparator KO.
  • a peak value rectifier circuit is formed by the switching resistor RS, the rectifier diode D3 and the capacitor C, which stores the peak value of the positive half-wave of the inductive transmitter signal u G.
  • the circuit resistance RS limits the current for charging C. The greater the circuit resistance RS, the less the positive amplitude of the current signal is loaded.
  • the stored voltage is converted into an evaluation current i B via the converter resistor Rx.
  • This amplitude-dependent evaluation current i B serves as a reference variable for the current source SQ, which is located at the input + of the comparator KO.
  • the current source SQ is switched on after detection of the zero crossing from positive to negative signal amplitude of the inductive transmitter signal.
  • the voltage at input + of comparator KO is raised by the value i B xkx RE via input resistor RE, so that the switch-back point is also shifted to the same extent.
  • FIG. 4 shows the switching points of the processes described at the zero crossing of the signal amplitude, that is to say at the basic trigger threshold GSCHW, and at the switchback point, that is to say at the tracked switchback trigger threshold NSCHW, together with the resulting output signal u A of the comparator KO shown.
  • FIG. 2 also provides a clamp circuit with two diodes D1 and D2, the first diode D1 having its cathode connected to the supply voltage and its anode connected to the input + of the comparator KO, while the second diode is connected to it Anode to ground and with their
  • Cathode is at the input + of the comparator KO. This will Inductive encoder signal that can assume values many times higher than the supply voltage VCC, for example limited to the value of the supply voltage VCC.
  • the reference to ground potential always results in a time-accurate triggering at the zero crossing of the inductive transmitter signal, so that the output signal u A is switched on the corresponding edge practically without a time error.
  • the larger signal amplitudes are used to improve the Störabsta ⁇ d.
  • the zero crossing from negative to positive signal amplitude of the inductive sensor signal u G could also be used for the basic triggering and the falling signal edge for the downshift triggering.
  • FIGS. 3A and 3B make clear that a tracked trigger threshold, for example to half the value of the amplitude (FIG. 3A), brings about a substantial suppression of the time error t compared to a fixed trigger threshold FSCHW. Nevertheless, a certain time error can occur with such a tracking of the trigger threshold as a result of non-ideal signal edges or because of the tolerances of the tracking device.
  • Another reason for the timing error is that, for example, when tracking the speed and / or position of the crankshaft of an internal combustion engine, the tracking device is adapted to the engine dynamics and does not immediately follow the changes in amplitude of the inductive transmitter signal. With the described triggering in the zero crossing, the time errors are minimized.

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Abstract

The invention concerns a circuit for processing an inductive sensor signal. The interference insensitivity, evaluation of small signal amplitudes and chronological accuracy of signal detection are improved in that earth is selected as the reference potential, a fixed basic trigger threshold is established in the zero-crossing of the inductive sensor signal, and the return trigger threshold is adjusted by the adjusting device in the region of only one half-wave.

Description

Schaltungsanordnung zur Aufbereitung eines InduktivgebersignalsCircuit arrangement for processing an inductive transmitter signal
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Aufbereitung eines Induktivgebersignals das über einen Eingangswiderstand einem mit einer am¬ plitudenabhängigen Nachführungseinrichtung für eine Triggerschwelle verbunde¬ nen Eingang eines Komparators zugeführt ist, dessen anderer Eingang an ein Bezugspotential angeschlossen ist.The invention relates to a circuit arrangement for processing an inductive transmitter signal which is fed via an input resistor to an input of a comparator connected to an amplitude-dependent tracking device for a trigger threshold, the other input of which is connected to a reference potential.
Eine derartige Schaltungsanordnung gehört zu betriebsinternen Kenntnissen der Anmelderin. Bei einer solchen Schaltungsanordnung wird das Induktivgeber¬ signal über eine Brückenschaltung ausgewertet. Das Induktivgebersignal wird über den einen Teil der Brücke auf die halbe Versorgungsspannung angehoben und dem einen Eingang eines Komparators zugeführt, während der andere Eingang des Komparators über den anderen Teil der Brücke ebenfalls auf die halbe Versorgungsspannung gelegt ist. Dabei sind die Widerstände im Induktiv¬ geberzweig in der Regel diskret, während die Widerstände im Referenzzweig vorzugsweise integriert sind. Als Folge addieren sich eine Reihe von Toleranzen, wie Eingangsstrom und Eingangsoffsetspannung des Komparators, Teilertoleranz der integrierten Widerstände, Temperaturgang der intergrierten Widerstände, Teilertoleranz der diskreten Widerstände, Temperaturgang der diskreten Wider¬ stände, Toleranz des Induktivgebers sowie Temperaturgang des Induktivgebers. Hierdurch sind kleine Signalamplituden nicht sicher auswertbar. Außerdem ergeben sich zeitliche Schwankungen des Triggerpunktes, so daß der Ausgangs¬ impuls nicht immer exakt die von dem Induktivgeber aufgenommene Drehzahl oder Winkelposition eines rotierenden Teils widergibt. Diese zeitliche Schwan¬ kung kann z. B. durch einen unruπden Lauf des Geberrades wegen des dadurch sich ändernden Luftspaltes und der auftretenden Amplitudenmodulationen bedingt sein. Die Zeitkonstante der Nachführeinrichtung ist nämlich der Motor¬ dynamik angepaßt, so daß die Triggerschwelle nicht ausreichend nachgeführt wird. Weitere Zeitfehler können durch Unsymmetrien und Toleranzen von Bau¬ elementen der Nachführeinrichtung entstehen oder durch den nicht immer exakten Verlauf der interruptauslösenden Flanke des Induktivgebersignals.Such a circuit arrangement is part of the applicant's internal knowledge. In such a circuit arrangement, the inductive transmitter signal is evaluated via a bridge circuit. The inductive transmitter signal is raised to half the supply voltage via one part of the bridge and fed to one input of a comparator, while the other input of the comparator is also connected to half the supply voltage via the other part of the bridge. The resistors in the inductive sensor branch are usually discrete, while the resistors in the reference branch are preferably integrated. As a result, a number of tolerances add up, such as input current and input offset voltage of the comparator, divider tolerance of the integrated resistors, temperature response of the integrated resistors, divider tolerance of the discrete resistors, temperature response of the discrete resistors, tolerance of the inductive transmitter and temperature response of the inductive transmitter. As a result, small signal amplitudes cannot be reliably evaluated. In addition, there are temporal fluctuations in the trigger point, so that the output pulse does not always exactly reflect the speed or angular position of a rotating part recorded by the inductive sensor. This temporal fluctuation can, for. B. may be caused by an uneven rotation of the encoder wheel because of the air gap thereby changing and the occurring amplitude modulations. The time constant of the tracking device is namely adapted to the motor dynamics, so that the trigger threshold is not sufficiently tracked. Further timing errors can arise from asymmetries and tolerances of components of the tracking device or from the not always exact course of the interrupt-triggering edge of the inductive transmitter signal.
Eine weitere Schaltungsanordnung zur Aufbereitung eines Induktivgebersignals ist in der DE 32 26 073 C2 angegeben. Hierbei sind zwei verschiedene Schal¬ tungsteile vorgesehen, wobei der eine Schaltungsteil nur für den Fall genutzt wird, daß das Induktivgebersignal relativ klein ist, während der andere Schal¬ tungsteil für größere Induktivgebersignale und die Nachführung der Einschalt- Triggerschwelle herangezogen wird. Diese Schaltungsanordnung erfordert einen entsprechenden Aufwand. Vorteile der ErfindungAnother circuit arrangement for processing an inductive transmitter signal is specified in DE 32 26 073 C2. In this case, two different circuit parts are provided, one circuit part being used only in the event that the inductive transmitter signal is relatively small, while the other circuit part is used for larger inductive transmitter signals and to track the switch-on trigger threshold. This circuit arrangement requires a corresponding effort. Advantages of the invention
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung der ein¬ gangs beschriebenen Art bereitzustellen, bei der mit geringerem Aufwand auch Induktivgebersignale mit relativ kleinen Amplituden sicher auswertbar sind und Zeitfehler weitgehend vermieden werden.The invention has for its object to provide a circuit arrangement of the type described in the introduction, in which inductive transmitter signals with relatively small amplitudes can also be reliably evaluated with less effort and time errors are largely avoided.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Schaltungsanordnung dadurch gelöst, daß als Bezugspotential Masse gewählt ist, daß eine feste Grund-Trigger¬ schwelle in den Nulldurchgang des Induktivgebersignals gelegt ist und daß mittels der Nachführeinrichtung die Rückschalt-Triggerschwelle im Bereich nur einer Halbwelle nachgeführt ist. Auf diese Weise sind interne und externeThis object is achieved in a generic circuit arrangement in that ground is selected as the reference potential, that a fixed basic trigger threshold is placed in the zero crossing of the inductive transmitter signal and that the switch-back trigger threshold is tracked in the region of only one half-wave by means of the tracking device. This way internal and external
Spannungsteiler durch den Bezug auf Masse vermieden und ein durchgehend gleiches Potential wird aufrechterhalten, so daß die Grundhysterese des Kompa¬ rators an Masse gebunden bleibt und nicht wegwaπdert, wie es bei der als Ausgangspunkt angenommenen Schaltungsanordnung infolge der unterschiedli- chen Toleranzen und zusätzlicher Temperaturdriften der Fall ist. Hierdurch können auch kleinere Amplituden ausgewertet und/oder Komparatoren mit größerer Grundhysterese gewählt werden, so daß sich der Störabstand ver¬ größern läßt. Wegen der festen Grund-Triggerschwelle im Nulldurchgang des Induktivgebersignals wird zudem der Zeitfehler beispielsweise hinsichtlich des von einem Geberrad abgegriffenen Induktivgebersignals minimal, selbst bei unrundem Lauf des Geberrades und der damit verbundenen Amplitudenmodula¬ tionen. Ein größerer Störabstand wird auch dadurch erreicht, daß die Nachfüh¬ rung der Rückschalt-Triggerschwelle frei laufen kann, während bei bisherigen Schaltungsanordnungen häufig eine Klammerung der maximalen Nachführung auf einen relativ geringen Wert durchgeführt wird, um den Zeitfehler zu be¬ grenzen. Weitere Vorteile der vorliegenden Schaltungsanordnung sind ein gerin- ger Chipflächenbedarf bei Integration und ein geringer Beschaltungsaufwand.Voltage dividers are avoided by reference to ground, and a constant potential is maintained throughout, so that the basic hysteresis of the comparator remains tied to ground and does not go away, as is the case with the circuit arrangement assumed as the starting point due to the different tolerances and additional temperature drifts is. In this way, smaller amplitudes can also be evaluated and / or comparators with larger basic hysteresis can be selected, so that the signal-to-noise ratio can be increased. Because of the fixed basic trigger threshold in the zero crossing of the inductive sensor signal, the time error, for example with regard to the inductive sensor signal tapped by a sensor wheel, is also minimal, even when the sensor wheel is not running smoothly and the associated amplitude modulations. A larger signal-to-noise ratio is also achieved in that the tracking of the downshift trigger threshold can run freely, whereas with previous ones Circuit arrangements frequently bracketing the maximum tracking to a relatively low value in order to limit the time error. Further advantages of the present circuit arrangement are a small chip area requirement for integration and a low wiring effort.
Ein einfacher Aufbau der Schaltungsanordnung bei sicherer Funktion ist derart, daß die Nachführeiπrichtuπg eine Spitzenwertgleichrichterschaltung aufweist, mit der der Spannungs-Spitzenwert einer Halbwelle speicherbar ist, daß die Nachführeinrichtung ferner derart ausgebildet ist, daß aus dem gespeichertenA simple construction of the circuit arrangement with reliable function is such that the tracking device has a peak value rectifier circuit with which the peak voltage value of a half-wave can be stored, so that the tracking device is further designed such that from the stored
Spannungs-Spitzenwert über einen Wandlerwiderstand ein mit einem Faktor beaufschlagter Bewertuπgsstrom abgeleitet ist, der als Führungsgröße einer an den Eingang des Komparators aπschaltbaren Stromquelle zugeführt ist, und daß die Stromquelle beim Erkennen des Nulldurchgangs in einer Richtung an den Eingang des Komparators mittels eines Schalters angeschaltet und beim Erken¬ nen des Durchgangs durch die mit der Führuπgsgröße im Sinne der Induktiv¬ gebersignalamplitude verschobenen Rückschalt-Triggerschwelle in der anderen Richtung mittels des Schalters von dem Eingang getrennt wird. Dabei kann die Betätigung des Schalters auf einfache Weise dadurch erfolgen, daß ein Be- tätigungseingang des Schalters an dem Ausgang des Komparators angeschlos¬ sen ist.Voltage peak value is derived via a converter resistor with a weighted evaluation current, which is supplied as a reference variable to a current source that can be switched on at the input of the comparator, and that the current source is switched on by a switch when the zero crossing is detected in one direction at the input of the comparator and when the passage is recognized by the downshift trigger threshold shifted with the guide variable in the sense of the inductive transmitter signal amplitude, the switch is separated from the input by means of the switch. The switch can be actuated in a simple manner in that an actuation input of the switch is connected to the output of the comparator.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß die Spitzenwertgleich- richterschaltuπg einen zwischen dem Induktivgeber und dem Eingangswider- stand angeschlossenen Schaltungswiderstand, eine mit diesem in Serie geschal¬ tete Gleichrichterdiode sowie einen an deren Kathode angeschlossenen und auf Masse gelegten Kondensator aufweist und daß der Wandlerwiderstand zwischen der Gleichrichterdiode und dem Kondensator angeschlossen ist. Hierdurch kann die Nachführung in geeigneter Weise einfach an die schwankenden Signalam- plituden angepaßt werden.A further advantageous embodiment provides that the peak value rectifier circuit has a circuit resistor connected between the inductive transmitter and the input resistor, a rectifier diode connected in series therewith and a capacitor connected to its cathode and connected to ground, and that the converter resistor is between the rectifier diode and the capacitor is connected. As a result, the tracking can be easily adapted in a suitable manner to the fluctuating signal amplitudes.
Ist vorgesehen, daß eine Klammerschaltung mit zwei Dioden vorgesehen ist, wobei die erste Diode mit ihrer Kathode an der Versorgungsspannung und mit ihrer Anode am Eingang des Komparators und die zweite Diode mit ihrer Anode an Masse und mit ihrer Kathode an dem Eingang des Komparators angeschlos¬ sen ist, so werden übermäßig große Signalamplituden des Induktivgebers, die ein Vielfaches größer sein können als die Versorgungsspannung, auf einen gut handhabbaren Wert begrenzt.It is provided that a clamp circuit with two diodes is provided, the first diode being connected with its cathode to the supply voltage and with its anode at the input of the comparator and the second diode with its anode to ground and with its cathode to the input of the comparator sen, so excessively large signal amplitudes of the inductive transmitter, which can be many times larger than the supply voltage, are limited to a manageable value.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ist derart, daß die Stromquelle mit ihrem von dem Eingang des Komparators abgekehrten Anschluß an der Spannungs¬ versorgung angeschlossen ist.A further advantageous embodiment is such that the current source is connected to the voltage supply with its connection remote from the input of the comparator.
Eine vorzugsweise Verwendung der Schaltungsanordnung besteht darin, daß die Drehzahl und/oder die Winkelposition der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors erfaßt werden. Hierbei können momentane Störungen dadurch unterdrückt werden, daß die Zeitkonstante der Spitzenwertgleichrichterschaltung der Motor¬ dynamik angepaßt ist.A preferred use of the circuit arrangement is that the speed and / or the angular position of the crankshaft of an internal combustion engine are detected. Current disturbances can be suppressed by adapting the time constant of the peak value rectifier circuit to the motor dynamics.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Be¬ zugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 eine schematische Darstellung zum Grundprinzip derFig. 1 is a schematic representation of the basic principle of
Schaltungsanordπung, Fig. 2 die Schaltungsanordnung nach Figur 1 mit einerCircuit arrangement, Fig. 2 shows the circuit arrangement of Figure 1 with a
Nachführeinrichtung für eine Triggerschwelle,Tracking device for a trigger threshold,
Fig. 3A und 3B den Einfluß der Triggerschwelle auf die Schaltflanke des Ausgangssignals und3A and 3B the influence of the trigger threshold on the switching edge of the output signal and
Fig. 4 ein Induktivgebersignal mit Triggerzeitpunkten und ein zugehöriges Ausgangssignal.Fig. 4 shows an inductive transmitter signal with trigger times and an associated output signal.
Das Grundprinzip einer Schaltungsanordπung zur Aufbereitung eines Induktiv¬ gebersignals uG ist in Figur 1 gezeigt. Ein Induktivgeber IG liegt mit seinem einen Anschluß + an Masse, während er mit seinem anderen Anschluß - über einenThe basic principle of a circuit arrangement for processing an inductive transmitter signal u G is shown in FIG. An IG inductive sensor has one connection + to ground, while its other connection - has one
Eingangswiderstand RE an den nichtinvertierenden Eingang + eines Kompara¬ tors KO mit einer gewissen Grundhysterese angeschlossen ist. Der invertierende Eingang - des Komparators KO liegt auf Masse als Refereπzpotential UR. Damit liegen die Triggerpunkte bei null V + Hysterese/2 bzw. null V - Hysterese/2.Input resistor RE is connected to the non-inverting input + of a comparator KO with a certain basic hysteresis. The inverting input - of the comparator KO is connected to ground as the reference potential U R. The trigger points are thus zero V + hysteresis / 2 or zero V - hysteresis / 2.
In der Figur 2 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, bei der gegenüber der Schaltungsanordnung gemäß Figur 1 zusätzlich eine amplitudenabhängige Nachführeinrichtung für eine Triggerschwelle vorgesehen ist. Zwischen dem Induktivgeber IG und dem Eiπgangswiderstand RE ist eine Reihenschaltung aus einem Schaltungswiderstand RS, einer daran mit ihrer Anode angeschlossenenFIG. 2 shows a circuit arrangement in which an amplitude-dependent tracking device for a trigger threshold is additionally provided compared to the circuit arrangement according to FIG. 1. Between the inductive sensor IG and the input resistor RE is a series circuit comprising a circuit resistor RS, one connected to it with its anode
Gleichrichterdiode D3 sowie einem Kondensator C angeschlossen, dessen anderer Anschluß auf Masse liegt. Zwischen der Kathode der Gleichrichterdiode D3 und dem Kondensator C ist ein Wandlerwiderstand Rx angeschlossen, dessen anderer Anschluß über ein Schaltglied zum Multiplizieren mit einem Faktor k zu einer Stromquelle SQ geführt ist. Die Stromquelle SQ liegt einerseits an einer Versorgungsspannung VCC und andererseits über einen Schalter SCH an dem Eingang + des Komparators KO. Der Betätigungseingaπg des Schalters SCH ist an den Ausgang des Komparators KO angeschlossen.Rectifier diode D3 and a capacitor C connected, the other terminal of which is grounded. A converter resistor Rx is connected between the cathode of the rectifier diode D3 and the capacitor C, the other connection of which is led via a switching element for multiplication by a factor k to a current source SQ. The current source SQ is connected on the one hand to a supply voltage VCC and on the other hand via a switch SCH at the input + of the comparator KO. The actuating input of the switch SCH is connected to the output of the comparator KO.
Durch den Schaltuπgswiderstand RS, die Gleichrichterdiode D3 und den Kon¬ densator C ist eine Spitzenwertgleichrichterschaltung gebildet, die den Spitzen¬ wert der positiven Halbwelle des Iπduktivgebersigπals uG speichert. Der Schal¬ tungswiderstand RS begrenzt den Strom für die Aufladung von C. Je größer der Schaltungswiderstand RS gewählt ist, desto weniger wird die positive Amplitude des Stromsignals belastet. Die gespeicherte Spannung wird über den Wandler¬ widerstand Rx in einen Bewertungsstrom iB umgesetzt. Dieser amplituden¬ abhängige Bewertungsstrom iB dient als Führungsgröße für die Stromquelle SQ, die am Eingang + des Komparators KO liegt. Die Stromquelle SQ wird nach dem Erkennen des Nulldurchganges von positiver zu negativer Signalamplitude des Induktivgebersignals zugeschaltet. Über den Eingangswiderstand RE wird die Spannung am Eingang + des Komparators KO um den Wert iB x k x RE angehoben, so daß auch der Rückschaltpunkt in gleichem Maße verschoben wird.A peak value rectifier circuit is formed by the switching resistor RS, the rectifier diode D3 and the capacitor C, which stores the peak value of the positive half-wave of the inductive transmitter signal u G. The circuit resistance RS limits the current for charging C. The greater the circuit resistance RS, the less the positive amplitude of the current signal is loaded. The stored voltage is converted into an evaluation current i B via the converter resistor Rx. This amplitude-dependent evaluation current i B serves as a reference variable for the current source SQ, which is located at the input + of the comparator KO. The current source SQ is switched on after detection of the zero crossing from positive to negative signal amplitude of the inductive transmitter signal. The voltage at input + of comparator KO is raised by the value i B xkx RE via input resistor RE, so that the switch-back point is also shifted to the same extent.
In Figur 4 sind die Schaltpunkte der beschriebenen Vorgänge beim Nulldurch¬ gang der Sigπalamplitude, das heißt bei der Grund-Triggerschwelle GSCHW, und beim Rückschaltpunkt, das heißt bei der nachgeführten Rückschalt-Trigger¬ schwelle NSCHW, zusammen mit dem sich daraus ergebenden Ausgangssignal uA des Komparators KO dargestellt.FIG. 4 shows the switching points of the processes described at the zero crossing of the signal amplitude, that is to say at the basic trigger threshold GSCHW, and at the switchback point, that is to say at the tracked switchback trigger threshold NSCHW, together with the resulting output signal u A of the comparator KO shown.
In der Figur 2 ist ferner eine Klammerschaltung mit zwei Dioden D1 und D2 vorgesehen, wobei die erste Diode D1 mit ihrer Kathode an der Versorgungs¬ spannung und mit ihrer Anode am Eingang + des Komparators KO angeschlos- sen ist, während die zweite Diode mit ihrer Anode an Masse und mit ihrerFIG. 2 also provides a clamp circuit with two diodes D1 and D2, the first diode D1 having its cathode connected to the supply voltage and its anode connected to the input + of the comparator KO, while the second diode is connected to it Anode to ground and with their
Kathode an dem Eingang + des Komparators KO liegt. Hierdurch wird das Induktivgebersignal, das um ein Vielfaches höhere Werte annehmen kann als die Versorgungspannung VCC, etwa auf den Wert der Versorgungsspannung VCC begrenzt.Cathode is at the input + of the comparator KO. This will Inductive encoder signal that can assume values many times higher than the supply voltage VCC, for example limited to the value of the supply voltage VCC.
Wie aus Figur 4 ersichtlich ist, ergibt sich durch den Bezug auf Massepotential stets eine zeitgenaue Triggerung beim Nulldurchgang des Induktivgebersignals, so daß das Ausgangssignal uA praktisch ohne Zeitfehler an der entsprechenden Flanke geschaltet wird. Durch die Nachführung der Rückschalt-TriggerschwelleAs can be seen from FIG. 4, the reference to ground potential always results in a time-accurate triggering at the zero crossing of the inductive transmitter signal, so that the output signal u A is switched on the corresponding edge practically without a time error. By tracking the downshift trigger threshold
NSCHW werden die größeren Signalamplituden genutzt, um den Störabstaπd zu verbessern. Durch Umpolung des Induktivgebers IG könnte beispielsweise auch der Nulldurchgang von negativer zu positiver Signalamplitude des Induktivgeber¬ signals uG für die Grund-Triggerung und die abfallende Signalflanke für die Rückschalt-Tiggerung genutzt werden.NSCHW, the larger signal amplitudes are used to improve the Störabstaπd. By reversing the polarity of the inductive sensor IG, for example, the zero crossing from negative to positive signal amplitude of the inductive sensor signal u G could also be used for the basic triggering and the falling signal edge for the downshift triggering.
In den Figuren 3A und 3B ist verdeutlicht, daß eine nachgeführte Triggerschwel¬ le beispielsweise auf den halben Wert der Amplitude (Figur 3A) gegenüber einer festen Triggerschwelle FSCHW eine wesentliche Unterdrückung des Zeitfehlers t bringt. Dennoch kann bei einer solchen Nachführung der Triggerschwelle infolge nicht idealer Signalflanken oder wegen der Toleranzen der Nachführein¬ richtung ein gewisser Zeitfehler auftreten. Ein weiterer Grund für den Zeitfehler liegt darin, daß beispielsweise bei der Drehzahl- und/oder Positionserfassung der Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors die Nachführeinrichtung der Motordyna- mik angepaßt ist und nicht unmittelbar den Amplitudenänderungen des Induktiv¬ gebersignals folgt. Mit der beschriebenen Triggerung im Nulldurchgang werden die Zeitfehler minimiert. FIGS. 3A and 3B make clear that a tracked trigger threshold, for example to half the value of the amplitude (FIG. 3A), brings about a substantial suppression of the time error t compared to a fixed trigger threshold FSCHW. Nevertheless, a certain time error can occur with such a tracking of the trigger threshold as a result of non-ideal signal edges or because of the tolerances of the tracking device. Another reason for the timing error is that, for example, when tracking the speed and / or position of the crankshaft of an internal combustion engine, the tracking device is adapted to the engine dynamics and does not immediately follow the changes in amplitude of the inductive transmitter signal. With the described triggering in the zero crossing, the time errors are minimized.

Claims

AnsprücheExpectations
Schaltungsanordπung zur Aufbereitung eines Induktivgebersignal, das über einen Eingangswiderstand einem mit einer amplitudenabhäπgigen Nachführungseinrichtung für eine Triggerschwelle verbundenen Eingang eines Komparators zugeführt ist, dessen anderer Eingang an ein Bezugs¬ potential angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Bezugspotential (UR) Masse gewählt ist, daß eine feste Grund-Triggerschwelle (GSCHW) in den Nulldurchgang des Induktivgebersignals (uG) gelegt ist und daß mittels der Nachführeinrichtung (RS,D3, C, Rx, k, SQ, SCH) die Rückschalt-Triggerschwelle (NSCHW) im Bereich nur einer Halbwelle nachgeführt ist.Circuit arrangement for processing an inductive transmitter signal which is fed via an input resistor to an input of a comparator connected to an amplitude-dependent tracking device for a trigger threshold, the other input of which is connected to a reference potential, characterized in that ground is selected as the reference potential (UR) a fixed basic trigger threshold (GSCHW) is placed in the zero crossing of the inductive transmitter signal (u G ) and that by means of the tracking device (RS, D3, C, Rx, k, SQ, SCH) the switch-back trigger threshold (NSCHW) in the range of only one Half wave is tracked.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführeinrichtung eine Spitzenwertgleichrichterschaltung (RS,Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the tracking device has a peak value rectifier circuit (RS,
D3, C) aufweist, mit der der Spannungs-Spitzenwert einer Halbwelle speicherbar ist, daß die Nachführeinrichtung ferner derart ausgebildet ist, daß aus dem gespeicherten Spannungs-Spitzenwert über einen Wandlerwiderstand (Rx) ein mit einem Faktor (k) beaufschlagter Bewertungsstrom (iB) abgeleitet ist, der als Führungsgröße einer an den Eingang ( + ) des Komparators (KO) anschaltbaren Stromquelle (SQ) zugeführt ist, und daß die Stromquelle (SQ) beim Erkennen des Nulldurchgangs in einer Richtung an den Eingang ( + ) des Komparators (KO) mittels eines Schal¬ ters (SCH) angeschaltet und beim Erkennen des Durchgangs durch die mit der Führungsgröße im Sinne der Induktivgebersignalamplitude verschobe¬ nen Rückschalt-Triggerschwelle in der anderen Richtung mittels des Schalters (SCH) von dem Eingang (-) getrennt wird.D3, C), with which the peak voltage value of a half-wave can be stored, that the tracking device is further designed such that from the stored peak voltage value via a converter resistor (Rx) an evaluation current (i B ) loaded with a factor (k) is derived, which is supplied as a reference variable to a current source (SQ) which can be connected to the input (+) of the comparator (KO), and that the current source (SQ) upon detection of the zero crossing switched on in one direction to the input (+) of the comparator (KO) by means of a switch (SCH) and upon detection of the passage through the downshift trigger threshold shifted with the reference variable in the sense of the inductive transmitter signal amplitude in the other direction by means of the switch (SCH) is separated from the input (-).
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigungseingang des Schalters (SCH) an dem Ausgang des Komparators (KO) angeschlossen ist.3. Circuit arrangement according to claim 1 or claim 2, characterized in that an actuating input of the switch (SCH) is connected to the output of the comparator (KO).
4. Schaltungsaπordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitzenwertgleichrichterschaltung einen zwischen dem Induktiv¬ geber (IG) und dem Eingangswiderstand (RE) angeschlossenen Schal¬ tungswiderstand (RS), eine mit diesem in Serie geschaltete Gleichrichter¬ diode (D3) sowie einen an deren Kathode angeschlossenen und auf Masse gelegten Kondensator (C) aufweist und daß der Wandlerwiderstand (Rx) zwischen der Gleichrichterdiode (D3) und dem Kondensator (C) angeschlossen ist.4. Circuit arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the peak value rectifier circuit has a circuit resistor (RS) connected between the inductive sensor (IG) and the input resistor (RE), a rectifier diode (D3) connected in series therewith and has a capacitor (C) connected to its cathode and connected to ground, and that the converter resistor (Rx) is connected between the rectifier diode (D3) and the capacitor (C).
5. Schaltungsanordnug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klammerschaltung mit zwei Dioden (D1 , D2) vorgesehen ist, wobei die erste Diode (D1 ) mit ihrer Kathode an der Versorgungsspan¬ nung (VCC) und mit ihrer Anode am Eingang ( + ) des Komparators (KO) und die zweite Diode (D2) mit ihrer Anode an Masse und mit ihrer Katho¬ de an dem Eingang ( + ) des Komparators (KO) angeschlossen ist.5. Circuit arrangement according to one of claims 2 to 4, characterized in that a clamp circuit with two diodes (D1, D2) is provided, the first diode (D1) with its cathode at the supply voltage (VCC) and with its anode at the input (+) of the comparator (KO) and the second diode (D2) with its anode at ground and with its cathode is connected to the input (+) of the comparator (KO).
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromquelle (SQ) mit ihrem von dem Eingang ( + ) des Kompara¬ tors (KO) abgekehrten Anschluß an der Spanπungsversorgung (VCC) angeschlossen ist.6. Circuit arrangement according to one of claims 2 to 5, characterized in that the current source (SQ) is connected to the voltage supply (VCC) with its connection remote from the input (+) of the comparator (KO).
7. Verwendung der Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche für die Erfassung von Drehzahl und/oder Winkelposition der7. Use of the circuit arrangement according to one of the preceding claims for the detection of speed and / or angular position of the
Kurbelwelle eines Verbrennungsmotors.Crankshaft of an internal combustion engine.
8. Verwendung der Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante der Spitzenwertgleichrichterschaltung (RS, D3, C) der Motordynamik angepaßt ist. 8. Use of the circuit arrangement according to claim 7, characterized in that the time constant of the peak value rectifier circuit (RS, D3, C) is adapted to the motor dynamics.
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